玻镁板生产线分布式控制系统及其控制方法

1.一种玻镁板生产线分布式控制系统,该分布式控制系统基于Modbus通讯协议构建，包括Modbus主站以及Modbus从站；其特征在于：Modbus主站为上位机IPC，Modbus从站包括模板上线控制单元、板材输送控制单元、配料搅拌控制单元、板材成型控制单元、板材切割控制单元以及板材入笼控制单元；其中：
上位机IPC通过Modbus总线分别与模板上线控制单元、板材输送控制单元、配料搅拌控制单元、板材成型控制单元、板材切割控制单元以及板材入笼控制单元通信连接，用于实现各Modbus从站之间的数据交换，致使各Modbus从站协调工作；
模板上线控制单元，用于控制玻镁板模板上线工位的工况；
板材输送控制单元，用于控制玻镁板板材输送工位的工况；
配料搅拌控制单元，用于控制玻镁板配料配制工位的工况；
板材成型控制单元，用于控制玻镁板板材成型工位的工况；
板材切割控制单元，用于控制玻镁板板材切割工位的工况；
板材入笼控制单元，用于控制玻镁板板材入笼工位的工况；
其中所述的模板上线控制单元包括一台触摸屏Ⅰ和一台PLCⅠ，触摸屏Ⅰ和PLCⅠ通过串口通讯，触摸屏Ⅰ负责人机交互，PLCⅠ的输入端分别连接有1只接近开关a、2只行程开关a、4只磁性开关a、1只压力开关a、2只热继电器a、1只测距传感器a；而PLCⅠ的输出端则连接着3只继电器a、2只电磁阀a、1台步进电机驱动器a、1只电控阀门a以及1只报警指示灯a；其中：
接近开关a，用于判断模板是否上升到指定位置；
行程开关a，用于判断小车的位置；
磁性开关a，用于判断气缸和液压缸的工作状况；
压力开关a，用于判断流水线上是否有模板；
2只热继电器a，分别用于判断驱动小车电动机和驱动滚筒电动机是否过载；
测距传感器a，用于测量上滚筒和下滚筒的间距；
3只继电器a，分别用于控制驱动小车电动机前进、后退以及驱动滚筒电动机启停；
2只电磁阀a，分别用于控制推板气缸的气缸杆的伸缩以及顶板液压缸的液压杆的伸缩；
步进电机驱动器a，用于驱动步进电机的运转以调整上轧辊和下轧辊的间距；
所述的板材输送控制单元包括一台触摸屏Ⅱ和一台PLCⅡ，触摸屏Ⅱ和PLCⅡ通过串口通讯，触摸屏Ⅱ负责人机交互，PLCⅡ的输入端连接着5只热继电器f，分别用于判断5台电动机是否过载，PLCⅡ的输出端连接着5台变频器f，5台变频器f控制着5台三相异步电动机f，5台三相异步电动机f驱动着5段生产线，使5段生产线协调运作；
所述的配料搅拌控制单元包括一台触摸屏Ⅲ和一台PLCⅢ，触摸屏Ⅲ和PLCⅢ通过串口通讯，触摸屏Ⅲ负责人机交互，PLCⅢ的输入端分别连接着4只称重传感器b、4只行程开关b、
4只磁性开关b、2只热继电器b；而PLCⅢ的输出端则分别连接着3只电动阀门b、2只电磁阀b、
2只继电器b以及1台变频器b；其中：
4只称重传感器b，用于计量添加原料的重量；
4只行程开关b，用于判断小车是否移动到指定位置；
4只磁性开关b，分别用于判断升降液压缸和旋转液压缸的工作状态；
2只热继电器b，用于判断驱动小车电动机和搅拌电动机是否过载；
2只电磁阀b，用于控制升降液压缸的升降和旋转液压缸的旋转；
2只继电器b，用于控制电动小车的电动机的启停；
1台变频器b，用于控制搅拌电动机的启停和变速；
3只电动阀门b，用于控制排放氧化镁、氯化镁和水的阀门的开启或关闭；
所述的板材成型控制单元，包括一台触摸屏Ⅳ和一台PLCⅣ，触摸屏Ⅳ和PLCⅣ通过串口通讯，触摸屏Ⅳ负责人机交互，PLCⅣ的输入端分别连接着4只称重传感器c、4只测距传感器c、3只热继电器c；PLCⅣ的输出端则分别连接着3台步进电机驱动器c、2台变频器c、1只继电器c；其中：
4只称重传感器c，用于测量储料桶混合原料的重量；
4只测距传感器c，分别用于测量挤压成型上轧辊和下轧辊的间距、压光上轧辊和下轧辊的间距、出料口开度的大小、模板的厚度；
3只热继电器c，用于判断挤压成型辊电动机和压光辊电动机和清洗滚筒电动机是否过载；
3台步进电机驱动器c，分别用于控制挤压成型辊步进电机的运转以调整挤压成型上下辊间隙，压光步进电机的运转以调整压光上下辊间隙和排料开度步进电机以调整排料开口开度大小；
2台变频器c，分别用于控制挤压成型辊驱动电动机和压光辊驱动电动机的启停或变速；1只继电器c，用于控制清洗筒驱动电动机的启停；
所述的自动切割控制单元，包括一台触摸屏Ⅴ和一台PLCⅤ，触摸屏Ⅴ和PLCⅤ通过串口通讯，触摸屏Ⅴ负责人机交互，PLCⅤ的输入端分别连接着3只红外传感器d、2副安全光栅、1只热继电器d、1个原点开关；而PLCⅤ的输出端连接着1只电磁离合器d、1只步进电机驱动器d；其中：
3只红外传感器d，用于检测模板底部的黑条；
2副安全光栅，用于对操作者安全保护；
1只热继电器d，用来判断电动机是否过载；
1个原点开关，用于判断切板机是否回到原点；
1只电磁离合器d，用于控制切板机的启停；
1只步进电机驱动器d，用来调整切板刀具的位置；
所述的板材入笼控制单元，包括一台触摸屏Ⅵ和一台PLCⅥ，触摸屏Ⅵ和PLCⅥ通过串口通讯，触摸屏Ⅵ负责人机交互，PLCⅥ的输入端连接着4只磁性开关e、1只对射式光电开关、2只接近开关e、1只热继电器e、1只压力开关e；PLCⅥ的输出端连接着2只电磁阀e、1只继电器e；其中：
4只磁性开关e，用于判断推板气缸和液压缸的工作状况；
1只对射式光电开关，用于判断笼子是否上升一格距离；
2只接近开关e，用于判断笼子的位置；
1只热继电器e，用来判断驱动笼子位移的电动机是否过载；
1只压力开关e，用来判断板材是否准备进笼；
2只电磁阀e，分别用来控制推板气缸和液压缸的运行
1只继电器e，用于控制驱动笼子移动的电动机的启停。
2.根据权利要求1所述的玻镁板生产线分布式控制系统，其特征在于，所述的上位机IPC包括通信控制模块、后台数据库模块以及过程监控与管理模块，其中：
上位机IPC的通信控制模块通过Modbus总线与各Modbus从站通讯连接，实现数据的双向传输，从而间接实现各控制单元之间的通讯连接；
后台数据库模块用来储存从各Modbus从站获取的现场设备数据以及生产数据，过程监控与管理系统能够对后台数据库模块中的储存数据和从各Modbus从站获取的现场设备数据以及生产数据进行数据处理，上位机IPC根据过程监控与管理系统输出的数据处理结果，通过各Modbus从站控制相应工位的工况。
3.根据权利要求2所述的玻镁板生产线分布式控制系统，其特征在于，所述的过程监控与管理模块中具有生产配方设置子模块，各Modbus从站能够根据生产配方设置子模块中玻镁板生产配方的参数变化而进行相应参数的修正。
4.如权利要求1所述玻镁板生产线分布式控制系统的控制方法,其特征在于，包括以下步骤：玻镁板生产线分布式控制系统在接收到操作工人启动信号后，首先检测板材挤压成型装置中的储料桶中是否有混合原料，当没有混合原料，则启动配料搅拌装置，当板材挤压成型装置中的储料桶中有混合原料，则启动板材输送装置，延时1分钟后，再依次启动模板上线装置、板材挤压成型装置、板材自动切割装置、板材入笼装置。

玻镁板生产线分布式控制系统及其控制方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于控制领域，特别涉及一种玻镁板生产线分布式控制系统及其控制方法。\n背景技术\n[0002] 长期以来，玻镁板生产线分布式控制系统都采用继电器控制或PLC控制的方式。目前玻镁板生产线分布式控制系统主要存在着以下一些问题：①玻镁板生产线分布式控制系统采用继电器控制或PLC控制的方式，采用继电器控制方式，系统灵活性差，可靠性低，采用PLC控制方式虽然避免了继电器控制方式的某些缺陷，但是玻镁板生产线整条生产线很长，采集各点的信号分散，这些信号通过导线直接连接到PLC中，由于距离远，容易产生信号衰减，影响了系统的可靠性；②在玻镁板自动切割单元，只能切割加工一种长度尺寸规格的玻镁板，导致一条生产线只能生产一种长度尺寸规格的玻镁板，降低了生产线的利用率；③玻镁板生产线为了生产不同厚度的玻镁板，需要调节板材挤压成型装置的上挤压辊和下挤压辊的间距，压光上轧辊和下轧辊的间距，目前都是通过肉眼目测间距人工调节，劳动强度大且误差较大；④加工一批玻镁板时，板材挤压成型装置的上挤压辊和下挤压辊的间距，压光上轧辊和下轧辊的间距都是固定不变的，而实际模板的厚度是有差异的，导致所挤压成型的玻镁板厚度不一致；⑤加工一批玻镁板，板材挤压成型过程中，储料桶出料口开度大小不变，开始时，储料桶中储存的混合原料多，混合原料流向模板的速度快，储料桶中储存的混合原料越来越少，混合原料流向模板的速度逐渐地变慢，导致同一批玻镁板的致密性不同，影响着玻镁板的质量；⑥玻镁板生产线分布式控制系统采用继电器控制或PLC控制，不具备远程监控的功能，不利于对玻镁板生产线的管理。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的，在于提供一种玻镁板生产线分布式控制系统，并将工业总线技术、先进传感器技术、PID技术和远程监控等技术集成到控制系统中，自动化程度高，解决目前玻镁板生产线分布式控制系统存在的不足。\n[0004] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是：\n[0005] 一种玻镁板生产线分布式控制系统,该分布式控制系统基于Modbus通讯协议构建，包括Modbus主站以及Modbus从站；Modbus主站为上位机IPC，Modbus从站包括模板上线控制单元、板材输送控制单元、配料搅拌控制单元、板材成型控制单元、板材切割控制单元以及板材入笼控制单元；其中：\n[0006] 上位机IPC通过Modbus总线分别与模板上线控制单元、板材输送控制单元、配料搅拌控制单元、板材成型控制单元、板材切割控制单元以及板材入笼控制单元通信连接，用于实现各Modbus从站之间的数据交换，致使各Modbus从站协调工作；\n[0007] 模板上线控制单元，用于控制玻镁板模板上线工位的工况；\n[0008] 板材输送控制单元，用于控制玻镁板板材输送工位的工况；\n[0009] 配料搅拌控制单元，用于控制玻镁板配料配制工位的工况；\n[0010] 板材成型控制单元，用于控制玻镁板板材成型工位的工况；\n[0011] 板材切割控制单元，用于控制玻镁板板材切割工位的工况；\n[0012] 板材入笼控制单元，用于控制玻镁板板材入笼工位的工况。\n[0013] 作为本发明的进一步改进，所述的上位机IPC包括通信控制模块、后台数据库模块以及过程监控与管理模块，其中：\n[0014] 上位机IPC的通信控制模块通过Modbus总线与各Modbus从站通讯连接，实现数据的双向传输，从而间接实现各控制单元之间的通讯连接；\n[0015] 后台数据库模块用来储存从各Modbus从站获取的现场设备数据以及生产数据，过程监控与管理系统能够对后台数据库模块中的储存数据和从各Modbus从站获取的现场设备数据以及生产数据进行数据处理，上位机IPC根据过程监控与管理系统输出的数据处理结果，通过各Modbus从站控制相应工位的工况。\n[0016] 作为本发明的进一步改进，所述的过程监控与管理模块中具有生产配方设置子模块，各Modbus从站能够根据生产配方设置子模块中玻镁板生产配方的参数变化而进行相应参数的修正。\n[0017] 作为本发明的进一步改进，模板上线控制单元包括一台触摸屏Ⅰ和一台PLCⅠ，触摸屏Ⅰ和PLCⅠ通过串口通讯，触摸屏Ⅰ负责人机交互，PLCⅠ的输入端分别连接有1只接近开关a、\n2只行程开关a、4只磁性开关a、1只压力开关a、2只热继电器a、1只测距传感器a；而PLCⅠ的输出端则连接着3只继电器a、2只电磁阀a、1台步进电机驱动器a、1只电控阀门a以及1只报警指示灯a；其中：\n[0018] 接近开关a，用于判断模板是否上升到指定位置；\n[0019] 行程开关a，用于判断小车的位置；\n[0020] 磁性开关a，用于判断气缸和液压缸的工作状况；\n[0021] 压力开关a，用于判断流水线上是否有模板；\n[0022] 2只热继电器a，分别用于判断驱动小车电动机和驱动滚筒电动机是否过载；\n[0023] 测距传感器a，用于测量上滚筒和下滚筒的间距；\n[0024] 3只继电器a，分别用于控制驱动小车电动机前进、后退以及驱动滚筒电动机启停；\n[0025] 2只电磁阀a，分别用于控制推板气缸的气缸杆的伸缩以及顶板液压缸的液压杆的伸缩；\n[0026] 步进电机驱动器a，用于驱动步进电机的运转以调整上轧辊和下轧辊的间距。\n[0027] 作为本发明的进一步改进，板材输送控制单元包括一台触摸屏Ⅱ和一台PLCⅡ，触摸屏Ⅱ和PLCⅡ通过串口通讯，触摸屏Ⅱ负责人机交互，PLCⅡ的输入端连接着5只热继电器f，分别用于判断5台电动机是否过载，PLCⅡ的输出端连接着5台变频器f，5台变频器f控制着5台三相异步电动机f，5台三相异步电动机f驱动着5段生产线，使5段生产线协调运作。\n[0028] 作为本发明的进一步改进，配料搅拌控制单元包括一台触摸屏Ⅲ和一台PLCⅢ，触摸屏Ⅲ和PLCⅢ通过串口通讯，触摸屏Ⅲ负责人机交互，PLCⅢ的输入端分别连接着4只称重传感器b、4只行程开关b、4只磁性开关b、2只热继电器b；而PLCⅢ的输出端则分别连接着3只电动阀门b、2只电磁阀b、2只继电器b以及1台变频器b；其中：\n[0029] 4只称重传感器b，用于计量添加原料的重量；\n[0030] 4只行程开关b，用于判断小车是否移动到指定位置；\n[0031] 4只磁性开关b，分别用于判断升降液压缸和旋转液压缸的工作状态；\n[0032] 2只热继电器b，用于判断驱动小车电动机和搅拌电动机是否过载；\n[0033] 2只电磁阀b，用于控制升降液压缸的升降和旋转液压缸的旋转；\n[0034] 2只继电器b，用于控制电动小车的电动机的启停；\n[0035] 1台变频器b，用于控制搅拌电动机的启停和变速；\n[0036] 3只电动阀门b，用于控制排放氧化镁、氯化镁和水的阀门的开启或关闭。\n[0037] 作为本发明的进一步改进，所述的板材成型控制单元，包括一台触摸屏Ⅳ和一台PLCⅣ，触摸屏Ⅳ和PLCⅣ通过串口通讯，触摸屏Ⅳ负责人机交互，PLCⅣ的输入端分别连接着4只称重传感器c、4只测距传感器c、3只热继电器c；PLCⅣ的输出端则分别连接着3台步进电机驱动器c、2台变频器c、1只继电器c；其中：\n[0038] 4只称重传感器c，用于测量储料桶混合原料的重量；\n[0039] 4只测距传感器c，分别用于测量挤压成型上轧辊和下轧辊的间距、压光上轧辊和下轧辊的间距、出料口开度的大小、模板的厚度；\n[0040] 3只热继电器c，用于判断挤压成型辊电动机和压光辊电动机和清洗滚筒电动机是否过载；\n[0041] 3台步进电机驱动器c，分别用于控制挤压成型辊步进电机的运转以调整挤压成型上下辊间隙，压光步进电机的运转以调整压光上下辊间隙和排料开度步进电机以调整排料开口开度大小；\n[0042] 2台变频器c，分别用于控制挤压成型辊驱动电动机和压光辊驱动电动机的启停或变速；\n[0043] 1只继电器c，用于控制清洗筒驱动电动机的启停。\n[0044] 作为本发明的进一步改进，所述的自动切割控制单元，包括一台触摸屏Ⅴ和一台PLCⅤ，触摸屏Ⅴ和PLCⅤ通过串口通讯，触摸屏Ⅴ负责人机交互，PLCⅤ的输入端分别连接着3只红外传感器d、2副安全光栅、1只热继电器d、1个原点开关；而PLCⅤ的输出端连接着1只电磁离合器d、1只步进电机驱动器d；其中：\n[0045] 3只红外传感器d，用于检测模板底部的黑条；\n[0046] 2副安全光栅，用于对操作者安全保护；\n[0047] 1只热继电器d，用来判断电动机是否过载；\n[0048] 1个原点开关，用于判断切板机是否回到原点；\n[0049] 1只电磁离合器d，用于控制切板机的启停；\n[0050] 1只步进电机驱动器d，用来调整切板刀具的位置。\n[0051] 作为本发明的进一步改进，所述的板材入笼控制单元，包括一台触摸屏Ⅵ和一台PLCⅥ，触摸屏Ⅵ和PLCⅥ通过串口通讯，触摸屏Ⅵ负责人机交互，PLCⅥ的输入端连接着4只磁性开关e、1只对射式光电开关、2只接近开关e、1只热继电器e、1只压力开关e；PLCⅥ的输出端连接着2只电磁阀e、1只继电器e；其中：\n[0052] 4只磁性开关e，用于判断推板气缸和液压缸的工作状况；\n[0053] 1只对射式光电开关，用于判断笼子是否上升一格距离；\n[0054] 2只接近开关e，用于判断笼子的位置；\n[0055] 1只热继电器e，用来判断驱动笼子位移的电动机是否过载；\n[0056] 1只压力开关e，用来判断板材是否准备进笼；\n[0057] 2只电磁阀e，分别用来控制推板气缸和液压缸的运行\n[0058] 1只继电器e，用于控制驱动笼子移动的电动机的启停。\n[0059] 本发明还提供了一种基于上述玻镁板生产线分布式控制系统的控制方法，包括以下步骤：玻镁板生产线分布式控制系统在接收到操作工人启动信号后，首先检测板材挤压成型装置中的储料桶中是否有混合原料，如果没有混合原料，则启动配料搅拌装置，如果板材挤压成型装置中的储料桶中有混合原料，则启动板材输送装置，延时1分钟后，再依次启动模板上线装置、板材挤压成型装置、板材自动切割装置、板材入笼装置。\n[0060] 采用上述方案后，本发明在玻镁板成型加工过程中相比较国内同行业目前水准，具有以下优点：\n[0061] (1)提高控制系统的可靠性。本发明玻镁板生产线分布式控制系统采用分布式控制，并将工业总线技术、先进传感器技术、PID技术和远程监控等技术集成到控制系统中，自动化程度高，系统可靠性高。\n[0062] (2)本发明实现了一条流水能够生产任意长度尺寸规格的玻镁板。通过在模板尾部标记黑色线条，红外传感器一旦检测到黑色线条，板材切割控制单元控制器即驱动切割机切割板材，从而实现了任意长度尺寸规格的玻镁板的切割加工。\n[0063] (3)在本发明中，玻镁板挤压成型装置，采用在调节上挤压辊和下挤压辊的间距过程中，通过测距传感器测量其间距，控制器根据测量结果，控制上挤压辊的位移量，使上挤压辊和下挤压辊的间距调整更精确，提高了玻镁板的质量。\n[0064] (4)在本发明中，玻镁板挤压成型装置，使用测距传感器来测量模板厚度，板材成形控制单元根据模板厚度，实时调整挤压成型上轧辊和下轧辊的间距，压光上轧辊和下轧辊的间距，保证了玻镁板厚度一致性。\n[0065] (5)在挤压成型过程中，目前储料桶出料口开度大小不变，开始时，储料桶中储存的混合原料多，混合原料流向模板的速度快，储料桶中储存的混合原料越来越少，混合原料流向模板的速度逐渐地变慢，导致同一批玻镁板的致密性不同。在本发明中，在储料桶上部两侧安放四个称重传感器，根据储料桶中的混合原料的多少实时调整储料桶出料口开度的大小，提高了玻镁板致密性的一致性，提高了玻镁板的质量。\n[0066] (6)实现远程监控。本发明实现了企业生产管理人员不需要亲临生产现场，即可通过远程监控及时了解生产状况。\n附图说明\n[0067] 图1是本发明的玻镁板生产线分布式控制系统机构框图；\n[0068] 图2是本发明的模板上线控制单元机构框图；\n[0069] 图3是本发明的板材输送控制单元机构框图；\n[0070] 图4是本发明的配料搅拌控制单元机构框图；\n[0071] 图5是本发明的板材挤压成型控制单元机构框图；\n[0072] 图6是本发明的板材自动切割控制单元机构框图；\n[0073] 图7是本发明的板材入笼控制单元机构框图；\n[0074] 图8是玻镁板生产线总体控制流程图；\n[0075] 图9是玻镁板模板底部黑条位置图。\n具体实施方式\n[0076] 以下将结合附图1-7，对本发明的技术方案进行详细说明。\n[0077] 目前，常用的玻镁板生产线包括模板上线装置、板材输送装置、配料搅拌装置、板材挤压成型装置、板材自动切割装置、板材入笼装置几部分组成。\n[0078] 本发明的技术目的是提供一种适用于上述玻镁板生产线的分布式控制系统，如图\n1所示，包括上位机IPC1、模板上线控制单元2，板材输送控制单元3，配料搅拌控制单元4，板材成型控制单元5，板材自动切割控制单元6以及板材入笼控制单元7。上位机IPC1作为Modbus的主站，各控制单元作为Modbus的从站，共同组成了玻镁板生产线分布式控制系统。\n其中：\n[0079] 模板上线控制单元，用于控制玻镁板模板上线工位的工况；\n[0080] 板材输送控制单元，用于控制玻镁板板材输送工位的工况；\n[0081] 配料搅拌控制单元，用于控制玻镁板配料配制工位的工况；\n[0082] 板材成型控制单元，用于控制玻镁板板材成型工位的工况；\n[0083] 板材切割控制单元，用于控制玻镁板板材切割工位的工况；\n[0084] 板材入笼控制单元，用于控制玻镁板板材入笼工位的工况。\n[0085] 上位机IPC1负责各控制单元之间的数据交换，保证各控制单元协调工作，此外，还作为玻镁板生产线分布式控制系统的Web服务器，整个控制系统的软件设计成Web页面文件形式，远程用户通过Internet/Intranet对其访问，实现对玻镁板生产线的远程控制，各控制单元包括一台PLC和一台触摸屏，在上位机IPC1的协调下，实现对各自单元控制。用户可以在各个控制单元的触摸屏上，实现对各个单元的独立控制，也可以通过Internet/Intranet实现对整个玻镁板生产线的控制。本发明采用分布式控制系统，某一单元出现故障，其他单元仍然可以正常运行。\n[0086] 所述的上位机IPC1包括通信控制模块、后台数据库模块以及过程监控与管理模块，通信控制模块用来实现上位机IPC1通过Modbus总线与各控制单元2,3,4,5,6和7的通讯连接，实现数据的双向交换，从而间接实现各控制单元2,3,4,5,6和7之间的通讯连接，后台数据库模块用来储存从各控制单元2,3,4,5,6和7获取的现场设备数据以及生产数据，过程监控与管理系统根据后台数据库中的数据和从各控制单元获取的现场设备数据，以表格、趋势图、动画形式显示显示生产线的运行状况，包含传感器状态，设备属性，生产过程工艺参数，设备安全日志等参数，设置生产配方，控制生产线的运行。\n[0087] 本发明上位机采用IPC，使得玻镁板生产线分布式控制系统功能更加强大，人机交互更加方便。\n[0088] 所述的过程监控与管理模块中的生产配方是为生产某一个特定规格的玻镁板，对各控制单元2,3,4,5,6和7进行的特殊配置，包括原料配比、各段流水线的速度、搅拌时间、切割速度、挤压成型上下辊间隙、压光上下辊间隙和排料开口开度，生产配方能通过通信控制模块传达到各控制单元2,3,4,5,6和7，用来修改各控制单元内的参数。\n[0089] 使用本发明后可以方便地改变原料配比、各段流水线的速度、搅拌时间、切割速度、挤压成型上下辊间隙、压光上下辊间隙和排料开口开度等参数，可以方便地改变以上参数，实现一条生产线可以生产多种规格的玻镁板。克服了目前玻镁板生产线都是针对生产一种规格玻镁板设计的，不能改变原料配比、各段流水线的速度、搅拌时间、切割速度、挤压成型上下辊间隙、压光上下辊间隙和排料开口开度等参数的缺陷。\n[0090] 如图2所示，模板上线控制单元2包括一台触摸屏Ⅰ21和一台PLCⅠ22，触摸屏Ⅰ21和PLCⅠ22通过串口通讯，触摸屏Ⅰ21负责人机交互，PLCⅠ22的输入端连接着1只接近开关a220，用于判断模板是否上升到指定位置，PLCⅠ22的输入端还连接着2只行程开关a221，用于判断小车的位置，PLCⅠ22的输入端还连接着4只磁性开关a222，用于判断推板气缸234和顶板液压缸235的工作状况，PLCⅠ22的输入端还连接着1只压力开关a223，用于判断流水线上是否有模板，PLCⅠ22的输入端还连接着2只热继电器a224，用于判断驱动小车电动机233和驱动滚筒电动机237是否过载，PLCⅠ22的输入端还连接着1只测距传感器a225，用于测量上滚筒和下滚筒的间距，PLCⅠ22的输出端连接着2只继电器a226，用于控制驱动小车电动机234前进、后退和停止，PLCⅠ22的输出端连接着1只继电器a230，用于控制驱动滚筒电动机237启停，PLCⅠ22的输出端还连接着2只电磁阀a228、229，分别用于控制推板气缸234的气缸杆的伸出与缩回以及顶板液压缸235的液压杆的伸出与缩回，PLCⅠ22的输出端还连接着1台步进电机驱动器a229，用于驱动步进电机236运转以调整上轧辊和下轧辊的间距，PLCⅠ22的输出端还连接着1只电控阀门a232，用于给流水线的模板洒水，以增加模板对底层布和底层玻纤网的吸附力，PLCⅠ22的输出端还连接着1只报警指示灯231，通过指示灯的闪烁来告诫工作人员，小车正在移动。\n[0091] 本发明采用了测距传感器来测量上滚筒和下滚筒的间距，实现调整上轧辊和下轧辊间距的自动调整；克服了目前靠肉眼观察、人工手动调整上滚筒和下滚筒的间距的缺陷。\n[0092] 模板上线过程如下：用户在触摸屏Ⅰ21点击启动按钮，模板上线控制单元2根据压力开关a223的状态，用于判断流水线上是否有模板，如果有模板，控制推板气缸234的气缸杆伸出，将模板推往滚筒位置，驱动滚筒电动机237启动，带动上滚筒和下滚筒旋转，将模板送往流水线下游；如果没有模板，则根据接近开关a220的状态，判断模板是否上升到指定位置，如果没有上升到指定位置，顶板液压缸235的液压杆慢慢伸出，顶起码放模板的小车，直至最上面的模板上升到指定位置，此时推板气缸234的气缸杆的伸出，将模板推往滚筒位置，驱动滚筒电动机237启动，带动上滚筒和下滚筒旋转，将模板送往流水线下游，如此循环，直至小车上所以模板都送到流水线上。\n[0093] 如图3所示，板材输送控制单元3包括一台触摸屏Ⅱ31和一台PLCⅡ32，触摸屏Ⅱ31和PLCⅡ32通过串口通讯，触摸屏Ⅱ31负责人机交互，PLCⅡ32的输入端连接着5只热继电器f320，分别用于判断5台电动机f326、327、328、329和330是否过载，PLCⅡ32的输出端连接着\n5台变频器f321、322、323、324和325，5台变频器f321、322、323、324和325控制着5台三相异步电动机326、327、328、329和330，5台三相异步电动机f326、327、328、329和330驱动着5段生产线，使5段生产线协调运作。\n[0094] 如图4所示，配料搅拌控制单元4包括一台触摸屏Ⅲ41和一台PLCⅢ42，触摸屏Ⅲ41和PLCⅢ42通过串口通讯，触摸屏Ⅲ41负责人机交互，PLCⅢ42的输入端连接着4只称重传感器b422，用于计量添加原料的重量，PLCⅢ42的输入端还连接着4只行程开关b420，用于判断小车是否移动到指定位置，PLCⅢ42的输入端还连接着4只磁性开关b421，分别用于判断升降液压缸432和旋转液压缸433的工作状态，PLCⅢ42的输入端还连接着2只热继电器b423，用于判断驱动小车电动机431和搅拌电动机434是否过载，PLCⅢ42的输出端连接着3只电动阀门b428、429和430，用于控制排放氧化镁、氯化镁和水的阀门的开启或关闭，PLCⅢ42的输出端还连接着2只电磁阀b425和426，用于控制升降液压缸432的升降和旋转液压缸433的旋转，PLCⅢ42的输出端还连接着2只继电器b424，用于控制电动小车的电动机431的启停，PLCⅢ42的输出端还连接着1台变频器b427，用于控制搅拌电动机434的启停和变速。\n[0095] 配料搅拌的过程如下：用户先在触摸屏Ⅲ41上输入每种原材料的需要添加的重量，小车载着装料桶依次移动到各种原材料储备桶的正下方，根据对应的行程开关b420是否触发，就能判断装料桶在哪个原料储备桶的下方，打开相应的电动阀门b428,429或430,由称重传感器b422判定添加的原材料是否达到需要的重量，待所有原材料都添加好后，升降液压缸432带动装料桶上升一定的高度，旋转液压缸433带动装料桶旋转倾倒，将原材料倾到到搅拌桶，搅拌电动机434启动，将混合原材料搅拌均匀。\n[0096] 本发明使用称重传感器来计量添加原料的重量，实现了原料的自动称重，提高了自动化程度，改变了过去人工手动称重的方式。\n[0097] 如图5所示，板材成型控制单元5包括一台触摸屏Ⅳ51和一台PLCⅣ52，触摸屏Ⅳ51和PLCⅣ52通过串口通讯，触摸屏Ⅳ51负责人机交互，PLCⅣ52的输入端连接着4只称重传感器c521，用于测量储料桶混合原料的重量，PLCⅣ52的输入端还连接着4只测距传感器c522，分别用于测量挤压成型上轧辊和下轧辊的间距，压光上轧辊和下轧辊的间距，出料口开度的大小和模板厚度，PLCⅣ52的输入端还连接着3热继电器c520，用于判断挤压成型辊电动机532和压光辊电动机533和清洗滚筒电动机534是否过载，PLCⅣ52的输出端连接着3台步进电机驱动器c523、524和525，分别用于控制挤压成型辊步进电机529的运转以调整挤压成型上下辊间隙，压光步进电机530的运转以调整压光上下辊间隙和排料开度步进电机531以调整排料开口开度大小，PLCⅣ52的输出端还连接着2变频器c526和527，分别用于控制挤压成型辊驱动电动机532和压光辊驱动电动机533的启停或变速，PLCⅣ52的输出端还连接着1只继电器c528，用于控制清洗筒驱动电动机的启停534。\n[0098] 板材成型的过程如下：用户在触摸屏Ⅳ51点击启动按钮，排料开度步进电机531运行，打开料桶出口的阀门，混合均匀的原料开始排放到流水线的模板上，PLCⅣ52会根据4只称重传感器c521测量的料桶混合原料重量，实时调整料桶出口开度的大小，挤压成型辊电动机532和压光辊电动机533和清洗滚筒电动机534均启动，混合均匀的原料依次通过挤压成型辊的挤压成型，压光辊的压光形成需要的玻镁板材半成品。针对不同厚度规格的玻镁板，PLCⅣ52会根据测距传感器c522的测量结果驱动挤压成型辊步进电机529的运转以调整挤压成型上下辊间隙，压光步进电机530的运转以调整压光上下辊间隙。在板材挤压成型过程中，清洗滚筒电动机534驱动清洗滚筒旋转，清洗模板的底面，在挤压成型过程中，测距传感器c522来测量模板厚度，板材成形控制单元根据模板厚度，实时调整挤压成型上轧辊和下轧辊的间距，压光上轧辊和下轧辊的间距，保证了玻镁板厚度一致性。\n[0099] 本发明使用测距传感器来测量挤压成型上轧辊和下轧辊的间距，压光上轧辊和下轧辊的间距，实现调整上轧辊和下轧辊间距的自动调整，避免了过去靠肉眼观察人工手动调整上轧辊和下轧辊的间距导致误差大的弊端。\n[0100] 本发明使用测距传感器来测量模板厚度，板材成形控制单元根据模板厚度，实时调整挤压成型上轧辊和下轧辊的间距，压光上轧辊和下轧辊的间距，保证了玻镁板厚度一致性。避免了因模板的厚度差异，导致所挤压成型的玻镁板厚度不一致的缺陷。\n[0101] 本发明中，在储料桶上部两侧安放四个称重传感器，根据储料桶中的混合原料的多少实时调整储料桶出料口开度的大小，提高了玻镁板致密性的一致性，提高了玻镁板的质量，而目前玻镁板生产线的板材成形装置出料桶的出料口开度大小固定不变，开始时，储料桶中储存的混合原料多，混合原料流向模板的速度快，储料桶中储存的混合原料越来越少，混合原料流向模板的速度逐渐地变慢，导致同一批玻镁板的致密性不同。\n[0102] 如图6所示，板材自动切割控制单元6，包括一台触摸屏Ⅴ61和一台PLCⅤ62，触摸屏Ⅴ61和PLCⅤ62通过串口通讯，触摸屏Ⅴ61负责人机交互，PLCⅤ62的输入端连接着3只红外传感器d620，用于检测模板底部的黑条，PLCⅤ62的输入端还连接着2副安全光栅621，用于对操作者安全保护，PLCⅤ62的输入端还连接着1只热继电器d623，用来判断电动机是否过载，PLCⅤ62的输入端还连接着1个原点开关622，用于判断切板机是否回到原点，PLCⅤ62的输出端连接着1只电磁离合器d624，控制切板机的启停，PLCⅤ62的输出端还连接着1只步进电机驱动器d625，用来调整切板刀具的位置。\n[0103] 板材自动切割过程如下：用户在触摸屏Ⅴ61上点击复位按钮后，步进电机启动，驱动切板机是否回到原点位置，原点的位置由原点开关622确定。用户在触摸屏Ⅴ61上点击启动按钮后，自动切割控制单元6根据红外传感器d620检测到模板底面93上的黑条191和黑条\n292的时间差，计算模板的移动速度，从而确定电磁离合器624接合的时间，实现板材的剪切，同时根据三个红外传感器620检测到同一黑条91的时间差，判断模板在流水线上是否发生倾斜，再根据模板的移动速度计算出倾斜的程度，调整切板刀具的位置。\n[0104] 本发明在模板底面贴上2个黑条，在模板流过生产线的下方安装三个光电传感器，根据每个红外传感器检测到模板黑条1和黑条2的时间差，计算模板的移动速度，从而确定启动剪切的时间，根据三个红外传感器检测到同一黑条的时间差，判断模板在流水线上是否发生倾斜，再根据模板的移动速度可以计算出倾斜的程度，调整切板刀具的位置，实现了任意长度规格的玻镁板材切割，而目前在自动切割单元安装有一个行程开关，切割机和该行程开关的距离固定等于玻镁板的长度，只能切割固定长度的玻镁板材。\n[0105] 如图7所示，板材入笼控制单元7包括一台触摸屏Ⅵ71和一台PLCⅥ72，触摸屏Ⅵ71和PLCⅥ72通过串口通讯，触摸屏Ⅵ71负责人机交互，PLCⅥ72的输入端连接着4只磁性开关e721，用于判断推板气缸728和顶升液压缸729的工作状况，PLCⅥ72的输入端还连接着1只对射式光电开关722，用于判断笼子是否上升一格距离，PLCⅥ72的输入端还连接着2只接近开关e720，用于判断笼子的位置，PLCⅥ72的输入端还连接着1只热继电器e723，用来判断驱动笼子位移的电动机730是否过载，PLCⅥ72的输入端还连接着1只压力开关e724，用来判断板材是否准备进笼，PLCⅥ72的输出端连接着2只电磁阀e725和726，分别用来控制推板气缸\n728和顶升液压缸729的运行，PLCⅥ72的输出端还连接着1只继电器e727，用于控制驱动笼子移动的电动机730的启停。\n[0106] 板材入笼过程如下：用户在触摸屏Ⅵ71上点击启动按钮后，根据压力开关e724的状态，用来判断板材是否准备进笼，一旦检测到板材准备进笼，推板气缸728在电磁阀e725的作用下，气缸杆伸出，把板材推进笼子里，这时顶升液压缸729在电磁阀e726的作用下，液压杆缓慢伸出，根据对射式光电开关722状态的变化，确定笼子上升一个格子的距离，就这样重复上述过程，直至一个笼子装满玻镁板，笼子移动的电动机730启动，实现换笼子的过程。\n[0107] 本发明通过对射式光电开关，确定笼子上升过程中笼子的位置，准确控制笼子移动的距离。解决看笼子的上升采用人工脚踩脚踏操纵板方式，误差大的缺陷。\n[0108] 如图8所示，玻镁板生产线分布式控制系统在接收到操作工人启动信号后，首先检测板材挤压成型装置中的储料桶是否有混合原料，如果没有混合原料，则启动配料搅拌装置，如果板材挤压成型装置中的储料桶有混合原料，则启动板材输送装置，延时1分钟后，再依次启动模板上线装置、板材挤压成型装置、板材自动切割装置、板材入笼装置。\n[0109] 玻镁板生产线分布式控制系统使用方法如下：\n[0110] 1、通过过程监控与管理模块设置不同规格的玻镁板生产配方，并将这些配方名字排序保存起来，供不同规格的玻镁板生产时调用。\n[0111] 2、当接受到玻镁板生产任务时，首先调用相应规格的玻镁板生产配方，系统自动通过通信控制模块对各控制单元进行配置，包括原料配比、各段流水线的速度、搅拌时间、切割速度、挤压成型上下辊间隙、压光上下辊间隙和排料开口开度，最后执行启动按钮，使生产线按照新的生产配方运行，从而加工所需规格的玻镁板材。